薛進杰
(山西省汾河水庫管理局)
小浪底引黃工程位于山西省運城市,工程總體走勢為東南—西北向,是自黃河干流上的小浪底水利樞紐工程庫區(qū)向涑水河流域調水的大型引調水工程。工程南依黃河與河南隔河相望,北及涑水河與臨汾市接壤,東與晉城市相連,覆蓋了運城市中東部的大部分地區(qū)。
小浪底引黃工程的主要任務是解決運城市的鹽湖區(qū)、聞喜縣、絳縣、夏縣、垣曲縣5 縣(區(qū))農業(yè)灌溉、工業(yè)及城鎮(zhèn)生活、生態(tài)用水問題。年引水量2.47 億m3,其中農業(yè)灌溉1.16 億m3,工業(yè)和城鎮(zhèn)生活供水1.16 億m3,生態(tài)用水0.15 億m3。設計流量20 m3/s,灌溉面積4.24 萬hm2。
建設小浪底引黃工程是緩解工程區(qū)域水資源利用不平衡狀況的重要途徑,對有效遏制地下水超采、保障特大干旱年份居民生活用水、確保全省糧食安全、保證水資源的可持續(xù)開發(fā)利用、促進運城市的社會經濟發(fā)展,有著重要的戰(zhàn)略意義。開展小浪底引黃工程水土保持設計,采取工程措施與生物措施相結合治理水土流失,對改善工程沿線的生態(tài)環(huán)境具有重要作用。
根據《山西省土壤侵蝕分區(qū)圖》,項目區(qū)的土壤侵蝕強度以輕度、中度為主,年土壤侵蝕模數1 000-5 000 t/km2。引水干線工程主要分布在垣曲縣和聞喜縣境內,地貌類型以土石山區(qū)為主,土壤侵蝕強度以輕度為主。
截止2010年底,聞喜縣共完成水土流失初步治理面積3.37 萬hm2,占水土流失面積的43.7%,其中新修梯田8 300 hm2,旱坪塬地1 667 hm2,壩地620 hm2,水保造林10 030 hm2,人工種草480 hm2,封山育林12 500 hm2。
垣曲縣共完成水土流失初步治理面積3.01 萬hm2,占水土流失面積的51%,其中新修梯田11 700 hm2,旱坪塬地2 733 hm2,壩地673 hm2,水保造林6 130 hm2,人工種草687 hm2,封山育林8 173 hm2。
引水干線工程項目建設區(qū)330.55 hm2,直接影響區(qū)81.99 hm2,水土流失防治責任范圍共計412.54 hm2。
引水干線所經地貌以土石山區(qū)為主,末端出水池位于沖積平原區(qū)。水土流失防治分區(qū)共分12 個區(qū):即進水塔防治區(qū)、地下泵站防治區(qū)、輸水隧洞防治區(qū)、調蓄水庫防治區(qū)(包括補水泵站、大壩和水庫淹沒區(qū))、管理站防治區(qū)、棄渣場防治區(qū)、料場防治區(qū)(包括土料場和石料場)、施工生產生活防治區(qū)、輸電線路防治區(qū)、施工道路防治區(qū)、新建公路防治區(qū)(包括上壩公路和取水口進場公路)和末端出水池區(qū)防治區(qū)。
4.1.1 工程措施
(1)排水溝。在地下泵站地面副廠房廠區(qū)內道路兩側設漿砌石排水溝,斷面為矩形,底寬0.4 m,深0.4 m,壁厚0.3 m。排水溝總長度1 200 m。
(2)土地整治。工程結束后,對泵站廠區(qū)內綠化區(qū)域進行土地整治,面積2.03 hm2。
4.1.2 植物措施
(1)空地綠化。在泵站廠區(qū)空地種植草坪0.1 hm2,花卉0.1 hm2。
(2)道路綠化。在泵站內道路兩側種植行道樹,其間撒播種草。樹種選擇雪松,草種選擇無芒雀麥。雪松株距3 m,采用穴狀整地,規(guī)格為80 cm ×80 cm×80 cm,苗木高度2 -3 m;種草直接撒播,種子用量30 kg/hm2。
(3)圍墻四周綠化。在圍墻內側種植一排側柏,株距1.0 -1.5 m,采用60 cm×60 cm×60 cm 的穴坑整地,苗木高度1 -2 m。
(4)植被恢復。臨時占地部分進行植被恢復,草種選擇無芒雀麥,面積1.43 hm2。
4.2.1 工程措施
(1)排水溝。在水庫補水泵站廠區(qū)內道路兩側設漿砌石排水溝,斷面規(guī)格同前。排水溝總長度為
550 m。
(2)土地整治。工程結束后,對綠化區(qū)域土地整治7.9 hm2。
4.2.2 植物措施
(1)空地綠化。在水庫補水泵站廠區(qū)內空地種植草坪1.1 hm2,花卉1.1 hm2。
(2)道路綠化。在補水泵站內道路兩側種植行道樹,其間撒播種草。樹種選擇雪松,草種選擇無芒雀麥。整地規(guī)格、苗木高度要求與種草方式、種子用量同前。
4.3.1 工程措施
(1)排水溝。在管理站內道路兩側設漿砌石排水溝,斷面規(guī)格同前。排水溝總長度90 m。
(2)土地整治。工程結束后,對綠化區(qū)域土地整治0.1 hm2。
4.3.2 植物措施
(1)空地綠化。在空地種植草坪0.01 hm2,花卉0.01 hm2。
(2)道路綠化。在管理站內道路兩側種植行道樹,其間撒播種草。樹種選擇雪松,草種選擇無芒雀麥。整地規(guī)格、苗木高度要求與種草方式、種子用量同前。
引水干線工程區(qū)共設19 個棄渣場,棄渣總量346.7 萬m3,總占地面積70.97 hm2。
本次設計選取3#支洞渣場做典型設計。
4.4.1 工程措施
(1)攔擋措施。3#支洞棄渣場位于3#支洞5#施工點附近的山溝內,棄渣場上游的流域面積0.55 km2,棄渣量9.23 萬m3,渣場占地1.37 hm2。渣底高程為493 m,渣頂高程為515 m,攔渣采用重力式漿砌石擋渣墻,長度29 m,墻高2 m,墻頂寬0.5m,邊坡1∶0.5。當堆渣至擋渣墻墻頂高程后,進行削坡開級,坡比為1∶2。每堆高5 m 設置一條3 m寬的馬道,工程結束后對渣頂及坡面進行覆土綠化。
(2)防洪措施。在棄渣場周邊設置截洪溝,馬道設置橫向截水溝,坡面設縱向排水溝,坡面兩側設岸坡排水溝,截洪溝和橫、縱向排水溝及岸坡排水溝相連,排水溝末端設置消力池。①截洪溝。采用漿砌石梯形結構,斷面為底寬0.55 m,深0.6 m,坡比1∶0.5,長度為531 m。②橫向截水溝和縱向排水溝。馬道上布設橫向截水溝,棄渣場坡面每隔50 m布設縱向排水溝,與橫向截水溝、截洪溝相互連通,通過下游消力池消能后排水至下游溝道。橫向截水溝及縱向排水溝采用漿砌石矩形斷面形式,深、底寬均為0.3 m,側墻和底板厚均為0.3 m。3#支洞渣場需布設橫向截水溝201 m,縱向排水溝101 m。③岸坡排水溝。在棄渣場兩側山體設置岸坡排水溝,長140 m。采用漿砌石矩形斷面,深底寬均為0.4 m,側墻和底板厚均為0.3 m。④擋水土埂。在渣頂部距離邊坡2 m 處布設擋水土埂,長度為74 m,高為0.5 m,頂寬0.5 m,兩側邊坡為1∶1。⑤消力池。在截洪溝末端漸變段后設置消力池,消力池為矩形斷面,池長2.6 m,池寬1.2 m。
(3)土地整治。在棄渣達到設計標高后,對棄渣場頂部及坡面進行復土整治,面積1.71 hm2。
4.4.2 植物措施
在棄渣場坡面復土后種植紫穗槐和無芒雀麥。當堆置到最終高程時,對渣場頂面復土后采用油松與無芒雀麥混交的方式進行植被恢復。
本工程選用的料場包括土料場和石料場,面積共計6.05 hm2。
4.5.1 土料場
(1)截洪溝。在土料場頂部開挖邊緣線10 m處設置漿砌石截洪溝,長300m。采用梯形斷面,底寬0.5 m,深0.5 m,邊坡1∶1。
(2)削坡開級。土料場開采過程中要削坡開級,分臺段進行開采。每開采10 m 高設一個平臺,開采邊坡1∶1.5,平臺寬35 m。開采完成后共形成3 個平臺。
(3)排水溝。在土料場每個開采平臺設平臺排水溝,總長1 404 m,采用漿砌石矩形斷面,底寬0.3 m,深0.3 m。在兩側開挖邊坡設岸坡排水溝,與平臺排水溝相連,長120 m,采用漿砌石矩形斷面,底寬0.4 m,深0.4 m。在土料場底部坡腳處設坡腳排水溝,與岸坡排水溝相連通,長200 m,采用漿砌石矩形斷面,底寬0.4 m,深0.4 m。開采結束后,開采平臺復耕。
4.5.2 石料場
(1)削坡開級。開采過程中對開采坡面進行削坡開級,分臺段進行開采,每10 m 高設一個平臺,開采邊坡1∶1.5,每個平臺寬5 m。
(2)土地整治。利用取石過程中廢棄的細軟粒碎石、巖屑等平整取石后的平臺,并覆土整治,恢復植被。石料場土地整治面積3.29 hm2。
(3)植物措施。石料場開采平臺采取撒播種草方式恢復植被,草種選擇無芒雀麥,播量30 kg/hm2。草籽要求籽粒飽滿、無病蟲害。
4.6.1 工程措施
(1)土地整治。工程施工結束后,對道路兩側綠化帶進行土地平整,面積2.07 hm2。
(2)排水溝。在道路兩側設置排水溝,采用漿砌石矩形斷面,寬0.4 m,深0.4 m,漿砌石壁厚0.3 m,溝底坡降不小于3‰。
4.6.2 植物措施
在道路兩側種植行道樹,樹種選擇毛白楊,兩側各植一排,株距3 m。樹下空地種植無芒雀麥,播量30 kg/hm2。毛白楊采用穴狀整地,規(guī)格為60 cm ×60 cm×60 cm,苗木選擇3年生一級苗。